JP7704839B2 - Robot system including a robot having a display unit - Google Patents
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Description
本発明は、表示部を有するロボットを備えるロボットシステムに関する。 The present invention relates to a robot system having a robot with a display unit.
ロボットシステムは、ロボットおよびロボットに取り付けられた作業ツールを備える。ロボットが位置および姿勢を変更しながら所定の作業を行うことができる。ロボットは、アーム等の複数の構成部材から構成されている。従来の技術において、ロボットの本体部分の構成部材に表示装置が付けられたロボットシステムが知られている。例えば、特表2018-529488号公報には、関節軸にLED(Light Emitting Diode)部材のリング等で構成される表示ユニットが配置され、表示ユニットが移動方向等を示す医療用途の保持装置が提案されている。 The robot system includes a robot and a work tool attached to the robot. The robot can perform a predetermined task while changing its position and posture. The robot is composed of multiple components such as an arm. In the prior art, a robot system is known in which a display device is attached to a component of the robot's main body. For example, JP2018-529488A proposes a holding device for medical use in which a display unit composed of a ring of LED (Light Emitting Diode) members or the like is arranged on a joint axis, and the display unit indicates the direction of movement, etc.
また、従来の技術においては、カメラが傾いた状態で画像を撮像しても、傾いていない画像を取得できるカメラが知られている(例えば、特開平4-81081号公報)。Furthermore, in the prior art, cameras are known that can obtain a slant-free image even when the image is captured while the camera is tilted (for example, JP 4-81081 A).
ロボットは、作業ツールを移動するために位置および姿勢が変化する。ロボットの構成部材に表示部が配置される場合に、ロボットが駆動すると、構成部材と共に表示部の位置および姿勢が変化する。この結果、作業者に対して表示部にて表示される画像の向きが変わって、表示部に表示される画像が見えにくい場合がある。 The position and posture of a robot changes in order to move a work tool. If a display unit is placed on a component of the robot, when the robot is driven, the position and posture of the display unit changes along with the component. As a result, the orientation of the image displayed on the display unit changes relative to the worker, which may make it difficult for the worker to see the image displayed on the display unit.
本開示の第1の態様のロボットシステムは、複数の関節軸を含むロボットと、ロボットの本体部分に配置された表示部とを備える。ロボットシステムは、表示部の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部と、表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部とを備える。ロボットシステムは、表示部の表示領域に対して設定される座標系である表示座標系、表示部の表示領域の基準の平面であり、表示座標系上に設定される基準平面、および表示部の表示領域上の表示の基準となる点であり、表示座標系上に設定される基準点を設定する座標系設定部を備える。ロボットシステムは、ロボットのそれぞれの関節軸の軸位置に基づいて、表示座標系の位置および姿勢を算出する座標系算出部と、表示座標系上の基準平面に対して基準方向を射影することにより、表示部の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向を算出する表示位相算出部とを備える。表示制御部は、表示位相算出部によって算出される表示位相方向および基準点に基づいて、表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示する。
本開示の第2の態様のロボットシステムは、複数の関節軸を含むロボットと、ロボットの本体部分に配置された表示部とを備える。ロボットシステムは、表示部の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部と、表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部とを備える。ロボットシステムは、表示部の表示領域に対して設定される座標系である表示座標系、表示部の表示領域の基準の平面であり、表示座標系上に設定される基準平面、および表示部の表示領域上の表示の基準となる点であり、表示座標系上に設定される基準点を設定する座標系設定部を備える。ロボットシステムは、ロボットのそれぞれの関節軸の軸位置に基づいて、表示座標系の位置および姿勢を算出する座標系算出部を備える。ロボットシステムは、表示座標系上の基準平面に対して基準方向を射影し、更に、基準点を中心として所定の角度であるオフセット角度にて回転することにより、表示部の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向を算出する表示位相算出部を備える。表示制御部は、表示位相算出部によって算出される表示位相方向および基準点に基づいて、表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示する。
本開示の第3の態様のロボットシステムは、複数の関節軸を含むロボットと、ロボットの本体部分に配置された表示部とを備える。ロボットシステムは、表示部の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部と、表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部とを備える。表示制御部は、ロボットのそれぞれの関節軸の軸位置および基準方向に基づいて、基準方向に対して所定の姿勢の関係を成す表示をするように、表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示する。基準方向設定部は、表示部の表示領域上において作業者が指定する位置に基づいて、基準方向を設定する。
A robot system according to a first aspect of the present disclosure includes a robot including a plurality of joint axes and a display unit disposed on a main body of the robot. The robot system includes a display control unit that controls an image displayed in a display area of the display unit, and a reference direction setting unit that sets a reference direction that is a direction used as a reference when determining the orientation of the image displayed on the display unit. The robot system includes a display coordinate system that is a coordinate system set for the display area of the display unit, a reference plane that is a reference plane of the display area of the display unit and is set on the display coordinate system, and a coordinate system setting unit that sets a reference point that is a point used as a reference for display on the display area of the display unit and is set on the display coordinate system. The robot system includes a coordinate system calculation unit that calculates a position and orientation of the display coordinate system based on the axis positions of each joint axis of the robot, and a display phase calculation unit that calculates a display phase direction that is a direction used as a reference for the orientation of the display on the display area of the display unit by projecting the reference direction onto the reference plane on the display coordinate system. The display control unit controls and displays the orientation of the image on the display area of the display unit based on the display phase direction and the reference point calculated by the display phase calculation unit .
A robot system according to a second aspect of the present disclosure includes a robot including a plurality of joint axes and a display unit disposed on a main body of the robot. The robot system includes a display control unit that controls an image displayed in a display area of the display unit, and a reference direction setting unit that sets a reference direction that is a direction that is a reference when determining the orientation of the image displayed on the display unit. The robot system includes a display coordinate system that is a coordinate system set for the display area of the display unit, a reference plane that is a reference plane of the display area of the display unit and is set on the display coordinate system, and a coordinate system setting unit that sets a reference point that is a point that is a reference for display on the display area of the display unit and is set on the display coordinate system. The robot system includes a coordinate system calculation unit that calculates a position and a posture of the display coordinate system based on the axis positions of each joint axis of the robot. The robot system includes a display phase calculation unit that projects a reference direction onto the reference plane on the display coordinate system, and further rotates the display system by a predetermined offset angle around the reference point, thereby calculating a display phase direction that is a direction that is a reference for the orientation of the display on the display area of the display unit. The display control unit controls and displays the orientation of the image on the display area of the display unit based on the display phase direction and the reference point calculated by the display phase calculation unit.
A robot system according to a third aspect of the present disclosure includes a robot including a plurality of joint axes and a display unit disposed on a main body of the robot. The robot system includes a display control unit that controls an image displayed in a display area of the display unit, and a reference direction setting unit that sets a reference direction that is a direction used as a reference when determining the orientation of the image displayed on the display unit. The display control unit controls and displays the orientation of the image on the display area of the display unit so as to display the image in a predetermined posture relationship with the reference direction based on the axis positions and reference directions of each joint axis of the robot. The reference direction setting unit sets the reference direction based on a position designated by an operator on the display area of the display unit.
本開示の態様によれば、ロボットの本体部分に取り付けられる表示部を備え、ロボットの位置および姿勢が変化した時に表示部に表示される画像が見やすいロボットシステムを提供することができる。According to an aspect of the present disclosure, a robot system can be provided that includes a display unit that is attached to the main body of the robot, and that allows images displayed on the display unit to be easily viewed when the position and posture of the robot change.
図1から図40を参照して、実施の形態におけるロボットシステムについて説明する。本実施の形態のロボットシステムは、複数の関節軸を含むロボットと、所定の情報を表示する表示装置とを備える。表示装置の表示部は、ロボットの本体部分に配置されている。 A robot system according to an embodiment will be described with reference to Figures 1 to 40. The robot system according to the present embodiment includes a robot including a plurality of joint axes and a display device that displays predetermined information. The display unit of the display device is disposed in the main body of the robot.
(ロボットシステム)
図1に、本実施の形態における第1のロボットシステムの概略図を示す。本実施の形態のロボットシステム6は、ワークを搬送する機能を有する。ロボットシステム6は、作業ツール(エンドエフェクタ)としてのハンド2と、ハンド2の位置および姿勢を変更するロボット1とを含むロボット装置を備える。ロボットシステム6は、ロボット1およびハンド2を制御する制御装置4を備える。
(Robot System)
1 shows a schematic diagram of a first robot system in this embodiment. A
本実施の形態のロボット1は、設置面に固定されたベース部14と、ベース部14に支持された旋回ベース13とを含む。旋回ベース13は、ベース部14に対して回転するように形成されている。ロボット1は、上部アーム11および下部アーム12を含む。下部アーム12は、関節部を介して旋回ベース13に回動可能に支持されている。上部アーム11は、関節部を介して回動可能に下部アーム12に支持されている。また、上部アーム11は、上部アーム11の延びる方向に平行な回転軸の回りに回転する。ロボット1は、上部アーム11の端部に連結されているリスト15を含む。リスト15は、関節部を介して回動可能に上部アーム11に支持されている。リスト15は、リスト15の延びる方向に沿った回転軸の回りに回転するフランジ16を含む。ハンド2は、フランジ16に固定されている。The
図2に、本実施の形態のロボットの関節軸を説明するロボットの模式図を示す。本発明において、関節軸とは、ロボットを構成するリンクとリンクとをつなぐ関節部の軸であり、リンクとリンクとの間の位置関係または角度関係を変える部分である。各軸の軸位置(回転軸の場合の位置は角度であり、直動軸の場合は変位の長さ)を変えることによって、リンクとリンクとの位置関係を変えることができる。その結果、ロボットの先端部の位置および姿勢のうち少なくとも一方を変えることができる。なお、関節軸となる部分とは異なる箇所に、関節軸の軸位置を移動させるためのアクチュエータが設置されていてもよい。 Figure 2 shows a schematic diagram of the robot illustrating the joint axis of the robot of this embodiment. In this invention, a joint axis is an axis of a joint part that connects links constituting a robot, and is a part that changes the positional or angular relationship between the links. By changing the axis position of each axis (the position is the angle in the case of a rotation axis, and the length of displacement in the case of a linear axis), the positional relationship between the links can be changed. As a result, at least one of the position and posture of the tip of the robot can be changed. Note that an actuator for moving the axis position of the joint axis may be installed at a location other than the part that becomes the joint axis.
図1および図2を参照して、本実施の形態のロボット1は、6つの関節軸によって構成される。これら6つの関節軸は、ロボット1のベース部14である台座59の側から順に、第1関節軸をJ1軸51、第2関節軸をJ2軸52、第3関節軸をJ3軸53、第4関節軸をJ4軸54、第5関節軸をJ5軸55、および第6関節軸をJ6軸56である。1 and 2, the
図2の右方に示されるように、J1軸51、J4軸54、およびJ6軸56は、関節軸と関節軸をつなぐリンクの回りに回転する回転軸R1として構成される。また、J2軸52、J3軸53、およびJ5軸55は、軸と軸とをつなぐリンクとは直交する方向の回りに回転する回転軸R2として構成される。2, the
本実施の形態のハンド2は、ワークを把持したり解放したりする。ハンド2は、互いに対向する爪部が閉じることによりワークを把持する。作業ツールは、ワークを把持するハンドに限られない。ロボットには、ロボットシステムが行う作業に応じて任意の作業ツールを取り付けることができる。例えば、ロボットシステムがアーク溶接を行う場合には、溶接トーチをロボットに取り付けることができる。
In this embodiment, the
図2は、ロボット1の軸の構成を表すための簡易的な説明図である。また、関節軸の原点を、各軸に設定した座標系(関節座標系)の原点、かつ、リンクとリンクとが接続される点とすると、軸の原点の位置は空間に設定した座標系上の位置として表される。なお、以下では、空間に設定し、ロボットの関節軸、リンク、先端部、先端部に取付けられた作業ツールなど、ロボットの位置および姿勢を表す時に基準とする座標系をロボットの基準座標系87と称する。基準座標系87は、原点の位置および座標軸の向きがロボットの配置されている空間に固定されている座標系である。
Figure 2 is a simplified explanatory diagram showing the configuration of the axes of the
本実施の形態では、関節軸が回転軸である場合、関節軸の位置とは回転軸の角度である。関節軸の位置を移動させるとは、回転軸を回転させて位置を変えることを表す。また、関節軸が直動軸である場合、関節軸の位置とは直動軸の移動方向の位置である。関節軸の位置を移動させるとは、直動軸を移動させて位置を変えることを表す。また、関節軸の原点の位置と述べる場合に、空間に対して設定した座標系上の、各軸に設定した座標系の原点の位置を表す。また、空間に対して設定した座標系は、空間に対して固定された直交座標系上で、ロボット1の先端部(作業ツール)、または、先端部をロボット1に取付けるためのフランジ16、また各軸に設定した座標系などの位置および姿勢のうち少なくとも一方を表すための座標系である。In this embodiment, when the joint axis is a rotation axis, the position of the joint axis is the angle of the rotation axis. Moving the position of the joint axis means changing the position by rotating the rotation axis. When the joint axis is a linear axis, the position of the joint axis is the position in the movement direction of the linear axis. Moving the position of the joint axis means changing the position by moving the linear axis. When referring to the position of the origin of the joint axis, it refers to the position of the origin of the coordinate system set for each axis on the coordinate system set for the space. The coordinate system set for the space is a coordinate system for expressing at least one of the position and posture of the tip (work tool) of the
また、空間に対して設定したロボットの基準座標系87上のロボット1の位置および姿勢のうち少なくとも一方を表すために、ロボット装置に対して設定した座標系をツール座標系とする。ツール座標系の原点であり、並進移動させる点、更に、回転移動させるときの中心点を制御点とする。本実施の形態では、ロボット1の6つの軸はいずれも回転軸とするが、ロボット1が直動軸を含んでも構わない。また、本実施の形態のロボット1は、6軸にて構成されている垂直多関節型ロボットである。しかしながら、各軸の位置が制御可能、また、直交位置が制御可能なロボットであれば、他の形態を有する任意のロボットでもよい。
In addition, the coordinate system set for the robot device is set as the tool coordinate system to represent at least one of the position and posture of the
なお、ロボットが走行軸または別の駆動装置など、ロボットの位置および姿勢を変える装置に搭載されている場合に、それらの駆動装置の駆動も考慮したロボットまたはロボットの部分の位置および姿勢が定められるように、ロボットの基準座標系を空間に対して設定するようにしても良い。 In addition, when the robot is mounted on a device that changes the position and posture of the robot, such as a running axis or another drive device, the robot's reference coordinate system may be set in space so that the position and posture of the robot or parts of the robot can be determined taking into account the drive of those drive devices.
図3に、本実施の形態におけるロボットシステムのブロック図を示す。図1から図3を参照して、ロボット1は、ロボット1の位置および姿勢を変化させるロボット駆動部を含む。ロボット駆動部は、アーム等の構成部材を駆動するアクチュエータとしてのロボット駆動モータ19を含む。ロボット駆動部は、ロボット1のそれぞれの関節軸における回転位置を移動させるように関節軸に配置されたアクチュエータを駆動する。
Figure 3 shows a block diagram of the robot system in this embodiment. With reference to Figures 1 to 3, the
なお、ロボット駆動部はロボットの関節軸を駆動して変位させることができれば、どのような原理または動力にて構成されるようにしてもよい。また、関節軸が直動軸である場合は、ロボット駆動部は、直動軸上の位置を移動させるように関節軸に配置されたアクチュエータを駆動する。ハンド2は、ハンド2を駆動するハンド駆動部を備える。ハンド駆動部は、ハンド2の爪部を駆動するための加圧ポンプおよび弁等を含む。
The robot driving unit may be configured based on any principle or power as long as it can drive and displace the joint axis of the robot. Furthermore, if the joint axis is a linear axis, the robot driving unit drives an actuator arranged on the joint axis to move the position on the linear axis. The
制御装置4は、プロセッサとしてのCPU(Central Processing Unit)を有する演算処理装置(コンピュータ)を含む。演算処理装置は、CPUにバスを介して接続されたRAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)等を有する。動作プログラム41には、ロボット1およびハンド2を駆動する命令文が含まれている。ロボットシステム6は、動作プログラム41に基づいて駆動することによりワークを搬送する。The
制御装置4は、情報を記憶する記憶部42を含む。記憶部42は、ロボット1およびハンド2の制御に関する情報を記憶する。動作プログラム41は、記憶部42に記憶される。記憶部42は、非一時的な記憶媒体にて構成されることができる。例えば、記憶部42は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、磁気記憶媒体、または光記憶媒体等の情報を記憶可能な記憶媒体にて構成することができる。The
制御装置4は、動作指令を送出する動作指令部43を含む。動作指令部43は、動作プログラム41に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサは、動作プログラム41を読み込んで、動作プログラム41に定められた制御を実施することにより、動作指令部43として機能する。動作指令部43から出力されるロボット1の動作指令に基づいてロボット駆動部が駆動し、ロボット1の関節軸におけるロボット駆動モータ19の回転位置が変えられる。The
動作指令部43は、ロボット1を駆動するための動作指令をロボット駆動回路45に送出する。ロボット駆動回路45は、ロボット駆動モータ19を駆動する電気回路を含む。ロボット駆動回路45は、動作指令に基づいてロボット駆動モータ19に電気を供給する。また、動作指令部43は、ハンド2を駆動する動作指令をハンド駆動回路44に送出する。ハンド駆動回路44は、ハンド駆動部を駆動する電気回路を含む。ハンド駆動回路44は、動作指令に基づいてハンド駆動部に電気を供給する。本実施の形態の制御装置4は、ロボット1から離れて設置されているが、この形態に限られない。制御装置は、ロボットの内部に配置されていてもよい。The
ロボット1には、ロボット1の関節軸における回転位置である軸位置データを出力する回転位置検出器18が備えられる。回転位置検出器18は、例えばエンコーダにて構成される。回転位置検出器18の出力により、ロボット1の位置および姿勢を検出することができる。本実施の形態の回転位置検出器18は、それぞれの関節軸に対応して配置されているロボット駆動モータ19に取り付けられている。The
本実施の形態のロボットシステム6は、任意の情報を表示する表示装置を備える。表示装置は、ロボット1の本体部分に配置された少なくとも1つの表示部60を含む。図1には、表示部60の例として旋回ベース13と下部アーム12との間の関節部に表示部61aが取り付けられている。表示装置は、表示部60に表示する画像を生成したり、表示部60からの指令を処理したりする処理部21を含む。本実施の形態では、処理部21は制御装置4にて構成されている。The
処理部21は、表示部60において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部22を含む。処理部21は、表示部60の表示領域に対して設定される座標系である表示座標系を設定する座標系設定部23を含む。The
処理部21は、ロボット1のそれぞれの関節軸の各軸の軸位置に基づいて、表示座標系の位置および姿勢を算出する座標系算出部24を含む。処理部21は、表示部60の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向を算出する表示位相算出部25を含む。処理部21は、表示部が表示する画像のオフセット角度を設定するオフセット角度設定部26を含む。処理部21は、表示部60の操作により入力された指令を処理する指令処理部29を含む。処理部21は、表示部60の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部27を含む。The
処理部21は、動作プログラム41に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサは、動作プログラム41を読み込んで、動作プログラム41に定められた制御を実施することにより、処理部21として機能する。また、処理部21に含まれる基準方向設定部22、座標系設定部23、座標系算出部24、表示位相算出部25、オフセット角度設定部26、表示制御部27、および指令処理部29のそれぞれのユニットは、動作プログラム41に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサが動作プログラム41に定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとして機能する。The
(表示部)
本実施の形態のロボットシステム6は、ロボットのアーム等のリンク、関節軸、およびアーム先端などのロボットの本体部分に、1つ以上の表示部60を備える。表示部60は、ロボット駆動部の駆動によって位置および姿勢を変えるロボットの構成部材に取り付けられている。表示部60は、ロボットが関節軸にて駆動することによって位置および姿勢が変化する。また、ロボットが位置および姿勢を変える駆動装置に搭載されている場合が有る。駆動装置によって表示部60の位置および姿勢が変わる場合にも、本発明は適用可能である。表示装置の表示部60は、文字または絵などが認識されるように表示することができる任意の表示パネルを採用することができる。例えば、表示部60として、液晶表示パネルまたは有機EL(Electro Luminescence)表示パネルなどを採用することができる。
(Display)
The
表示部60は、設置する部分に適切に取り付けられるように構成され、薄型であることが好ましい。表示部60は、ロボットの本体部分から大きく飛び出さない形状を有することが好ましい。また、表示部60は、ロボットの端部に配置する場合には、ロボットの本体部分と一体的になり、外面が滑らかになる形状を有することが好ましい。The
図4に、本実施の形態の様々な表示部の例を説明するロボットの概略図を示す。表示部61a,61b,61c,62,63a,63b,64,65は、平面状の表示領域を有するように板状に形成されている。表示部61a,61bは、表示領域がJ2軸52およびJ3軸53に垂直になるように関節部に固定されている。表示部61cは、表示領域がJ5軸55に垂直になるように関節部に固定されている。表示部61a,61b,61cは、関節部と共に移動する。
Figure 4 shows a schematic diagram of a robot illustrating various examples of display units in this embodiment.
表示部62は、表示領域がJ1軸に平行になるように旋回ベース13に固定されている。表示部62は、旋回ベース13と共に回転する。表示部63a,63bは、表示領域がJ4軸54に平行になるように上部アーム11に固定されている。表示部63a,63bは、上部アーム11と共に移動する。表示部64は、表示領域がJ5軸55と平行になるように配置されている。表示部65は、表示領域がJ6軸56と平行になるようにリスト15に固定されている。表示部64,65は、リスト15と共に移動する。このように、表示部61a,61b,61c,62,63a,63b,64,65は、ロボット1の構成部材に固定され、ロボット1の構成部材と共に移動する。また、それぞれの表示部は、ロボット1の関節軸を回転軸として回転する。
図5に、本実施の形態の様々な表示部の例を説明する他のロボットの概略図を示す。表示部66,67は、可撓性を有する表示パネルにより構成されている。表示部66,67は、ロボット1の構成部材の表面に沿って表示領域が周方向に延びるように形成されている。表示部66,67は、例えば有機EL表示パネル等の薄く柔軟である表示パネルにて構成することができる。表示部66は、下部アーム12に巻かれるように固定されている。表示部66は、表示領域が下部アーム12の延びる方向に平行になるように形成されている。表示部67は、上部アーム11に巻かれるように固定されている。表示部67は、表示領域が上部アーム11の延びる方向に平行になるように形成されている。表示部66,67は、ロボット1の構成部材に固定されて、ロボット1の構成部材と共に移動する。
Figure 5 shows a schematic diagram of another robot for explaining various examples of the display unit of this embodiment. The
本実施の形態の表示部66,67は、1つの表示パネルにて構成されているが、この形態に限られない。複数の表示パネルをロボット1の構成部材の周りに配置して、構成部材を囲むように表示部を構成しても構わない。複数の表示パネルにて1つの画像を表示しても構わない。In this embodiment, the
図6に、表示部に表示される第1の画像を示す。図7に、表示部に表示される第2の画像を示す。以下の実施の形態では、様々な表示部のうち、旋回ベース13と下部アーム12との間に配置されている表示部61aを例に取り上げて説明する。表示制御部27は、別の装置から送信されるデータに基づいて、表示部61aの表示領域に画像を表示することができる。表示部に表示する情報には、例えば、ロボットの動作状態、実行している動作プログラムの名称、動作プログラムの実行状況、アラームの状況、ロボットの駆動速度、実行した作業の実行回数、および、取出しに失敗した回数などが含まれる。ここで、ロボットの駆動速度または動作速度は、ロボットの先端部またはツール座標系等の並進速度または回転速度であってもよい。更には、ロボットの駆動速度または動作速度は、各関節軸の回転速度等であってもよい。以降の説明においても、特に変更しない限り同様とする。
FIG. 6 shows a first image displayed on the display unit. FIG. 7 shows a second image displayed on the display unit. In the following embodiment, the
また、表示部に表示する情報としては、問題が発生したときの原因および対策の方法、次に実行する作業の内容、ロボットが接続されているネットワークの接続状況、ロボットを駆動するロボット駆動部に含まれるアクチュエータの負荷状況、現在の時間、日時、および作業の経過時間などが含まれる。表示部に表示する情報としては、ロボットの作業または設定に関わる情報、または、外部の装置等からロボットに送信される任意の情報などの、ロボットの本体部分に表示されることによって、作業者に有用な情報であることが好ましい。The information to be displayed on the display unit includes the cause and countermeasures when a problem occurs, the content of the next task to be performed, the connection status of the network to which the robot is connected, the load status of the actuators included in the robot drive unit that drives the robot, the current time, date and time, and the elapsed time of the task, etc. It is preferable that the information to be displayed on the display unit is information useful to the worker by being displayed on the main body of the robot, such as information related to the robot's task or settings, or any information transmitted to the robot from an external device, etc.
第1の画像71aでは、ロボット駆動モータが駆動しているか否かの情報(State)、実行している動作プログラムの名称(Prog.)、関節軸回りの駆動速度(Speed)、プログラムの実行回数(Count)、時間、および日付が表示されている。第2の画像71bにもロボットを駆動している情報が表示されている。The
図8に、表示部に表示される第3の画像を示す。表示部は、情報を表示する表示機能だけではなく、作業者の操作により所定の情報を入力する入力機能を備えていても構わない。表示装置は、予め定められた情報を入力するための入力画像を表示部に表示することができる。第3の画像72aは、表示部が配置された関節軸または所望の関節軸の関節軸回りの駆動速度を設定するための入力画像である。なお、一つの関節軸と共に一つの関節軸以外の他の関節軸が駆動される場合がある。この場合に、一つの関節軸回りの駆動速度を変更するときには、ロボットの先端部の位置および姿勢が変わらないように、全ての関節軸の駆動速度が調整されるようにしてもよい。また、表示部に表示される入力画像において、実行している動作プログラムにおけるロボットの先端部の移動速度を変更するようにしてもよい。
Figure 8 shows a third image displayed on the display unit. The display unit may have not only a display function for displaying information, but also an input function for inputting predetermined information by the operator's operation. The display device can display an input image for inputting predetermined information on the display unit. The
表示装置は、入力画像に応じた作業者の操作によって情報が入力される入力装置として機能しても構わない。更に、表示装置は、ロボットを手動で駆動したり、動作プログラムを作成したりする教示装置として機能することができる。例えば、表示装置は、入力操作が可能なタッチパネル方式の表示パネルを表示部として備えることができる。または、表示装置は、非常停止または所望の機能を実施するボタンなどを備えていても構わない。The display device may function as an input device in which information is input by an operator's operation in response to an input image. Furthermore, the display device may function as a teaching device for manually driving the robot or creating an operating program. For example, the display device may be provided with a touch panel type display panel as a display unit that allows input operations. Alternatively, the display device may be provided with an emergency stop button or the like for performing a desired function.
このように、本実施の形態における表示装置には、表示機能のみを備えた装置と、表示機能および入力機能を備えた装置との両方の装置が含まれる。図3を参照して、表示装置の表示部60に入力された指令は、指令処理部29に送出される。指令処理部29は、入力された指令を処理する。例えば、指令処理部29は、ロボットの動作指令を動作指令部43に送出したり、記憶部42に記憶されているロボットを駆動するための設定値を変更したりする。
Thus, the display device in this embodiment includes both devices with only a display function and devices with a display function and an input function. With reference to FIG. 3, a command input to the
表示制御部27は、任意の入力画像を表示領域に表示することができる。例えば、ソフトウェアキーボードの画像、数字のみの画像、または、スライドバーなどの棒状の画像を移動させて入力する数値を変える画像等を表示することができる。また、表示制御部27は、所定の画像を回転させることにより連続的に入力操作をする画像、アナログ電話のダイアルのように回転させる画像、または画面の変更に関わるボタン等を表示することができる。The
情報の入力方式としては、タッチパネルのように表示領域に接触することによって入力されるようにしたり、静電容量式のセンサによって非接触にて入力されるようにしたりするなど、任意の入力方式を採用することができる。非接触で入力を行う場合には、表示領域の上側の空間における操作によって、情報の入力を行うことができる。入力操作を検知する装置としては、静電容量式のセンサ、光学式センサ、光学式カメラ、赤外線カメラ、または超音波センサなどの任意のセンシング方法の装置を用いることができる。 Any input method can be used for inputting information, such as inputting information by touching the display area as with a touch panel, or inputting information non-contact with a capacitance sensor. When inputting information non-contact, information can be input by operating in the space above the display area. As a device for detecting an input operation, a device using any sensing method, such as a capacitance sensor, an optical sensor, an optical camera, an infrared camera, or an ultrasonic sensor, can be used.
更には、接触式または非接触式のセンサを、情報の入力を行うための入力装置の他に、人または周囲の物体との接触を検知する接触センサとして動作させても構わない。すなわち、動作モードを切り替えることによって、入力操作を検知するセンサを安全を確保するためのセンサとして利用しても構わない。 Furthermore, a contact or non-contact sensor may be operated as a contact sensor that detects contact with a person or surrounding objects, in addition to being an input device for inputting information. In other words, by switching the operating mode, a sensor that detects input operations may be used as a sensor for ensuring safety.
表示装置に入力された情報は、ロボットの制御装置またはネットワークで接続された装置などの別の装置に、有線または無線での通信にて送信される。または、表示機能を含む教示装置にて入力情報が格納および記憶されるようにしても構わない。表示装置の表示部には、入力情報に基づいて算出または処理された情報が表示されるようにしてもよい。The information input to the display device is transmitted to another device, such as the robot's control device or a device connected via a network, via wired or wireless communication. Alternatively, the input information may be stored and remembered in a teaching device that includes a display function. Information calculated or processed based on the input information may be displayed on the display unit of the display device.
作業者が情報を入力するための画像である入力画像は、設定または確認などを行うために任意の情報の入力ができるように構成されることが好ましい。例えば、入力画像は、設定値の変更、ロボットの駆動速度の変更、ロボットに待機させる指示、ロボットの動作の変更、ロボットの駆動、または、動作の中断が入力できるように構成されることが好ましい。更に、入力画像は、ロボットの先端部に取付けた工具の交換作業を行うための工具またはワークなどの情報の入力、座標系の設定、位置教示、ダイレクトティーチモードへの変更、または、自動運転モードへの変更などの任意の入力を行うための画像であってよい。設定値を操作できる機能としては、使用頻度が高い機能または単純な機能に限定することが好ましい。または、入力画像は、入力機能の種類を変更できるように形成されても構わない。 The input image, which is an image for the worker to input information, is preferably configured to allow input of any information for setting or checking. For example, the input image is preferably configured to allow input of changes in set values, changes in the robot's driving speed, instructions to put the robot on standby, changes in the robot's operation, driving the robot, or interruption of operation. Furthermore, the input image may be an image for inputting any information, such as input of information on tools or workpieces for replacing tools attached to the tip of the robot, setting a coordinate system, position teaching, changing to a direct teach mode, or changing to an automatic operation mode. It is preferable to limit the functions for which the set values can be manipulated to functions that are frequently used or simple functions. Alternatively, the input image may be formed so that the type of input function can be changed.
また、表示装置に情報を入力する時に、表示部は、作業者の入力操作を可能にするための特定情報の入力を受け付ける画像を表示しても良い。表示部は、作業者が特定情報を入力することにより、作業者の入力操作が可能な画像に切替えても良い。例えば、入力を可能にするボタンを所定の時間以上にて押下したり、パスワードを入力したり、表示領域上の所定のポイントを通過するように接触した指を動かしたりするようにしてもよい。このように、表示制御部は、誤った入力操作等を防止するために、入力操作を禁止する画像を表示しても構わない。そして、作業者によるパスワードの入力等の操作により、入力操作が可能になる画像を表示しても構わない。 Furthermore, when inputting information into the display device, the display unit may display an image that accepts input of specific information to enable the worker to perform input operations. The display unit may switch to an image that enables the worker to perform input operations when the worker inputs specific information. For example, a button that enables input may be pressed for a predetermined time or longer, a password may be entered, or a touching finger may be moved so as to pass through a predetermined point on the display area. In this way, the display control unit may display an image that prohibits input operations to prevent erroneous input operations, etc. Then, an image that enables input operations when the worker performs an operation such as entering a password is displayed.
表示装置において情報を入力する場合には、所定の入力操作によって、入力操作が可能な権限および表示される情報の権限のうち、少なくとも1つを変更できるようにしてもよい。例えば、所定の入力操作を行うことによって、設定可能な項目を変えたり、ロボットの動作を変えることができるようにしたり、設定可能な数値の範囲を変えたり、または、表示される情報を変えたりすることができる。このように、表示装置は、入力可能な指示または情報などを変えたり、表示可能なデータまたは情報を変えたりするようにしてもよい。When inputting information on the display device, at least one of the authority to perform the input operation and the authority to display the information may be changed by a specified input operation. For example, by performing a specified input operation, it is possible to change the items that can be set, change the robot's behavior, change the range of values that can be set, or change the information that is displayed. In this way, the display device may change the instructions or information that can be input, or change the data or information that can be displayed.
表示部は、ロボットの本体部分に対して着脱可能に形成してもよい。特に、表示部を有する表示装置および教示装置を構成する表示装置は、ロボットの本体部分に対して着脱が可能であるように形成してもよい。この場合に、表示装置は、バッテリを備えるようにすることができる。または、表示装置は、ロボットの本体部分に取付けるときに電源が供給されるようにすることが好ましい。また、表示装置に表示する情報を送信する装置、または表示装置に入力された情報を送信する装置は、有線または無線にて接続されるように形成することができる。The display unit may be formed so as to be detachable from the main body of the robot. In particular, the display device having the display unit and the display device constituting the teaching device may be formed so as to be detachable from the main body of the robot. In this case, the display device may be provided with a battery. Alternatively, it is preferable that the display device is supplied with power when attached to the main body of the robot. In addition, the device that transmits information to be displayed on the display device or the device that transmits information inputted to the display device may be formed so as to be connected by wire or wirelessly.
また、表示部に対して設定される表示座標系は、表示部をロボットの本体部分の所定の位置に取り付けることにより、その取付け位置に応じて予め生成された座標系が適用されるように構成することができる。または、表示部を取付けた後に表示座標系を直接的に入力したり、従来技術の方法により設定したりしてもよい。 The display coordinate system set for the display unit can be configured to be a coordinate system that is generated in advance according to the mounting position of the display unit by mounting the display unit at a predetermined position on the robot's body. Alternatively, the display coordinate system may be directly input after mounting the display unit, or may be set by a conventional method.
ロボットに着脱可能な表示装置が教示装置として機能する場合には、教示装置が必要な場合に限定して使用することができる。または、複数の表示部を備える場合に、ロボットの必要な部分に限定して、教示装置を設置して使用することができる。このために、ロボットの操作性を向上させながらも、ロボットシステムのコストを抑えたり、ロボットの動作中に周辺装置との衝突によって教示装置が壊れる危険性を低減したりすることができる。 When a display device detachable from a robot functions as a teaching device, it can be used only when the teaching device is needed. Or, when a robot is equipped with multiple display units, the teaching device can be installed and used only in the parts of the robot where it is needed. This makes it possible to reduce the cost of the robot system while improving the operability of the robot, and to reduce the risk of the teaching device being damaged by collision with peripheral devices while the robot is operating.
(画像を表示する基本的な制御)
図9に、本実施の形態における表示部に画像を表示する制御のフローチャートを示す。図3を参照して、表示制御部27が画像を表示する前に、座標系設定部23は、表示部に対応する表示座標系と、表示座標系にて設定される基準平面および基準点とを設定する。座標系設定部23は、例えば、作業者の操作に応じて、表示座標系、基準平面および基準点を設定する。また、基準方向設定部22は、所定の制御により、表示の基準となる方向である基準方向を設定する。記憶部42は、表示座標系、基準平面、基準点、および基準方向を記憶する。
(Basic control to display images)
Fig. 9 shows a flow chart of control for displaying an image on the display unit in this embodiment. Referring to Fig. 3, before the
図3および図9を参照して、ステップ111において、処理部21は、表示座標系、基準平面、および基準点を記憶部42から取得する。ステップ112において、処理部21は、基準方向を記憶部42から取得する。
With reference to Figures 3 and 9, in
ステップ113において、座標系算出部24は、ロボット1の位置および姿勢に基づいて、表示座標系の位置および姿勢を算出する。具体的には、座標系算出部24は、回転位置検出器18の出力に基づいて、表示座標系の位置および姿勢を算出する。表示座標系にて表現された基準平面の位置および姿勢と、基準点の位置とが算出される。In
ステップ114において、表示位相算出部25は、基準方向および基準点に基づいて、基準平面における表示位相方向を算出する。すなわち、表示位相算出部25は、表示部における画像の向きを設定する。ステップ115において、表示制御部27は、表示位相方向に基づいて、基準平面における画像を生成する。そして、ステップ116において、表示制御部27は、基準平面における画像に基づいて、表示部60に画像を表示する。次に、これらの制御について詳しく説明する。In
(座標系設定部)
図10に、表示座標系、基準平面、基準点、および表示位相方向を説明する概略平面図を示す。図10は、表示部61aの表示領域の平面図に対応する。処理部21の座標系設定部23は、表示部の表示領域に対して設定される座標系である表示座標系88を設定する。座標系設定部23は、表示部の表示領域の基準の平面であり、表示座標系上に設定される基準平面82と、表示部の表示領域上の表示の基準となる点であり、表示座標系上に設定される基準点83とを、表示部の表示領域に対して設定する。
(Coordinate system setting section)
Fig. 10 shows a schematic plan view for explaining the display coordinate system, the reference plane, the reference point, and the display phase direction. Fig. 10 corresponds to a plan view of the display area of the
表示座標系は、表示部の表示領域に対して任意の位置および姿勢にて設定することができる。表示座標系によって、ロボットの本体部分に設置する表示部または表示領域について、ロボットの基準座標系などの基準とする座標系上における位置および姿勢が表わされる。表示部61aでは、表示座標系は、2つの座標軸にて構成される平面と表示領域とが同一平面状になるように設定されている。The display coordinate system can be set at any position and orientation relative to the display area of the display unit. The display coordinate system represents the position and orientation of the display unit or display area installed on the robot's main body on a coordinate system that serves as a reference, such as the robot's reference coordinate system. In the
基準平面は、表示部の表示領域に出力する画像を平面上で表すときに基準とする平面である。また、基準平面は、表示座標系上に設定される平面である。表示座標系における基準平面の位置および姿勢は予め定めておくことができる。表示部61aでは、基準平面は、表示座標系の2つの座標軸を含む平面に設定されている。基準点は、表示部の表示領域に出力する画像の中心位置を定める点である。基準平面において基準点を回転中心として画像を回転させることによって画像の向きを定める。
The reference plane is a plane that is used as a reference when representing an image to be output to the display area of the display unit on a plane. The reference plane is also a plane that is set on the display coordinate system. The position and orientation of the reference plane in the display coordinate system can be determined in advance. In the
基準方向は、表示座標系から独立して任意の方向に設定することができる。基準点は、基準平面上に設定される。基準平面は、表示座標系の座標軸の方向から独立して設定することができる。例えば、基準平面は表示座標系のXY平面に対して傾斜しても構わない。しかしながら、表示部の表示領域が平面状である場合には、表示領域、基準平面、および表示座標系の2つの座標軸にて構成される平面は、同一平面状であることが好ましい。このように設定することにより、計算量を少なくすることができる。 The reference direction can be set in any direction independent of the display coordinate system. The reference point is set on the reference plane. The reference plane can be set independent of the direction of the coordinate axes of the display coordinate system. For example, the reference plane may be inclined with respect to the XY plane of the display coordinate system. However, if the display area of the display unit is planar, it is preferable that the plane formed by the display area, the reference plane, and the two coordinate axes of the display coordinate system are coplanar. Setting in this manner can reduce the amount of calculations.
表示部の表示領域が平面状ではなく曲面状である場合には、表示領域上に基準点を設定して、基準点における接平面を基準平面にすることができる。この場合には、表示座標系におけるXY平面と基準平面とが同一平面状であっても、基準平面は表示領域を含まない。If the display area of the display unit is curved rather than flat, a reference point can be set on the display area, and the tangent plane at the reference point can be used as the reference plane. In this case, even if the XY plane and the reference plane in the display coordinate system are coplanar, the reference plane does not include the display area.
表示位相算出部25が基準平面上で表示位相方向を定めることによって、表示制御部27は、基準平面上で表示させる画像を生成することができる。次に、表示制御部27は、基準平面上の画像を表示部の表示領域に射影することによって、表示部において表示させる画像を生成することができる。The display
座標系設定部23は、任意の制御にて、表示座標系88、基準平面82、および基準点83を設定することができる。例えば、作業者は、表示部の表示領域の形状に基づいて、表示座標系88、基準平面82、および基準点83を予め定めて、処理部21に入力することができる。基本的には、これらの設定値は、表示部に対して定められるものであり、表示部をロボットに取付ける前に、予め標準的な設定値として定めることができる。作業者は、必要に応じて設定値を変更することができる。例えば、作業者は、表示部に対して標準値を設定した後に、表示部に表示させるロボットの状態に応じて、作業に都合がよいように、表示の標準値を変更しても構わない。The coordinate
また、座標系設定部23は、表示部に対して自動的に、表示座標系88、基準平面82、および基準点83を設定しても構わない。例えば、表示部が広い範囲の表示領域を有する場合が有る。図5の表示部66,67に示すように、可撓性を有する表示部がロボットの構成部材に巻きつけられる場合が有る。このような場合に、構成部材の回転位置によらずに同じ方向に対して画像を表示するように、座標系設定部23は、自動的に、表示座標系、基準平面、および基準点を設定しても構わない。例えば、座標系設定部23は、表示する設定値を関節軸の周りに移動させて、自動的に設定しても構わない。
The coordinate
また、表示部66,67を形成する場合に、複数の表示部を組み合わせて、ロボットの構成部材を囲むように配置する場合がある。この場合に、1つの表示部の表示領域ごとに、表示座標系、基準平面、および基準点を設定しても構わない。または、複数の表示部を組み合わせて、ロボットの所定の部分に1つの表示部として構成して、表示座標系、基準平面、および基準点を設定しても構わない。この場合に、それぞれの表示部に画像を分配して表示させるように制御しても構わない。
When forming the
表示制御部27は、表示部の表示領域上の表示の基準点である基準点83と、表示位相算出部25によって算出され、表示部の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向(矢印84に示す方向)に基づいて、表示部の表示領域における表示の位置および向き(位相)を制御して表示する。例えば、表示制御部27は、矢印84に示す方向が画像の上側になるように画像を表示することができる。The
本実施の形態では、表示制御部27は、基準点83によって表示部の表示領域上の表示の中心位置を定める。表示制御部27は、基準平面82において基準点83を回転中心として画像を回転させることによって表示の向きを定める。本実施の形態では、表示座標系88の原点と、基準点とは同じ位置に配置されているが、異なる位置に配置されていてもよい。In this embodiment, the
矢印84に示す表示位相方向は、基準平面82上に存在し、基準点83を通るように設定される。表示部の表示領域が平面状である場合に、基準平面82は、表示領域に平行または表示領域と同じ平面上に存在することが好ましい。本実施の形態では、表示部の表示領域は平面状であるが、平面状でなく曲面状などの形状であってもよい。The display phase direction indicated by
表示部の表示領域が曲面状である場合に、表示領域上の所定の点における接平面を基準平面にすることができる。表示領域上の所定の点を表示座標系の原点として、基準平面が表示座標系の2つの座標軸にて構成される平面となるようにすることができる。表示部の表示領域に表示される画像は、基準点および表示位相方向に基づいて表示したり、基準平面における画像を表示領域に投影して表示したりすることができる。表示領域に表示される画像は、算出された情報に基づいて表示される等、どのような方法で表示されるようにしてもよい。 When the display area of the display unit is curved, the tangent plane at a specified point on the display area can be set as the reference plane. A specified point on the display area can be set as the origin of the display coordinate system, and the reference plane can be a plane formed by two coordinate axes of the display coordinate system. The image displayed in the display area of the display unit can be displayed based on the reference point and the display phase direction, or an image on the reference plane can be projected onto the display area and displayed. The image displayed in the display area can be displayed in any manner, such as based on calculated information.
なお、表示部61aの表示領域(表示パネルの画像を表示する部分)は円形であるが、正多角形などの任意の形状であってもよい。この場合に、基準点は、表示領域の中央部に配置することができる。例えば、基準点は、表示領域の形状の重心の位置に設定することができる。The display area of the
(座標系算出部)
座標系算出部24は、ロボット1のそれぞれの関節軸の軸位置に基づいて、表示座標系88の位置および姿勢を算出する。座標系算出部24は、ロボット1の各関節軸の軸位置(回転軸の場合には角度)と、DH(Denavit Hartenberg)パラメータなどで表される関節軸同士の位置および姿勢の関係と、関節軸の座標系(関節座標系)の位置および姿勢とに基づいて、基準座標系87などの基準とする座標系上での表示座標系88の位置および姿勢を算出する。
(Coordinate system calculation unit)
The coordinate
ここで、関節座標系と、表示部の位置および姿勢(表示座標系88の位置および姿勢)との関係は定められている。特に、表示部との位置および姿勢の関係が固定される関節座標系を選定し、表示座標系と関節座標系との位置および姿勢の関係を予め算出しておくことが好ましい。本実施の形態の場合、リンクを介して順に接続される関節軸について、表示部からロボットの台座59側に向かって、最も近い関節軸に対して設定される関節座標系との位置および姿勢の関係を予め設定しておくことが好ましい。Here, the relationship between the joint coordinate system and the position and orientation of the display unit (the position and orientation of the display coordinate system 88) is determined. In particular, it is preferable to select a joint coordinate system in which the position and orientation relationship with the display unit is fixed, and to calculate in advance the position and orientation relationship between the display coordinate system and the joint coordinate system. In this embodiment, it is preferable to set in advance the position and orientation relationship with the joint coordinate system set for the joint axis closest to the display unit toward the
なお、どのような形態のロボットであっても、当業者に広く認識されている方法によって、基準とする座標系上における表示座標系の位置および姿勢を算出することは可能である。例えば、表示部に対する位置および姿勢の関係が固定される関節軸までの、基準とする座標系での同次変換行列(位置および姿勢の関係)を定める。その関節軸と表示部との同次変換行列から、基準とする座標系上での表示座標系の位置および姿勢を求めることが可能である。 Regardless of the form of the robot, it is possible to calculate the position and orientation of the display coordinate system on the reference coordinate system by a method widely recognized by those skilled in the art. For example, a homogeneous transformation matrix (relationship between position and orientation) in the reference coordinate system up to the joint axis where the relationship of position and orientation with respect to the display unit is fixed is determined. From the homogeneous transformation matrix between the joint axis and the display unit, it is possible to obtain the position and orientation of the display coordinate system on the reference coordinate system.
ロボットが走行軸または別の駆動装置などの、ロボットの位置および姿勢を変える装置に搭載されている場合は、それらの駆動部分の移動量を考慮して、表示座標系の位置および姿勢を算出するようにしてもよい。また、ロボットとは別に設置された駆動する周辺装置に対する相対的な位置および姿勢の関係を、表示座標系の位置および姿勢とする場合がある。この場合に、ロボットとは別に設置された駆動する装置を含めて、表示座標系までの全ての駆動する部分の位置および姿勢の変化を考慮して、表示座標系の相対的な位置および姿勢を算出するようにしてもよい。 If the robot is mounted on a device that changes the position and orientation of the robot, such as a traveling axis or another driving device, the position and orientation in the display coordinate system may be calculated taking into account the amount of movement of those driving parts. In addition, the position and orientation of the display coordinate system may be determined as the relationship between the relative position and orientation of a peripheral driving device installed separately from the robot. In this case, the relative position and orientation of the display coordinate system may be calculated taking into account changes in the position and orientation of all driving parts up to the display coordinate system, including driving devices installed separately from the robot.
(基準方向設定部)
基準方向設定部22は、表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する。基準方向設定部22は、ロボット1の基準座標系87上の方向を、基準方向として設定する。また、基準方向は、基準方向を設定するために都合のよい座標系上の方向としてもよい。また、基準方向設定部22は、ロボットシステムの存在する空間に対して固定するように設定される座標系を用いて、基準方向を設定してもよい。
(Reference direction setting section)
The reference
基準方向設定部22は、ロボット1に対して設定され、ロボット1の各関節部またはアーム先端などのロボットの位置および姿勢を表すための基準座標系87を用いて、ロボットの基準座標系87上の方向によって基準方向を設定するようにしてもよい。また、基準方向設定部22は、ロボット1の所定の部分に対して設定した座標系を用いて、基準方向を設定するようにしてもよい。なお、この場合に、基準方向は、ロボットの所定の部分の駆動または移動と共に変化する。The reference
また、基準方向設定部22は、ロボット1の近くに配置される装置、治具、別のロボット、または別の駆動装置などのロボットの周囲の装置の基準座標系を用いて、基準方向を設定するようにしてもよい。このときに、基準方向設定部22は、周囲の装置において、周囲の装置の駆動または移動によって、位置および姿勢が変わる部分に基準方向を設定するようにしてもよい。なお、この場合に、基準方向は、周囲の装置の駆動または移動と共に変化する。
The reference
基準方向設定部が所望の座標系にて基準方向を設定することにより、作業者に対して表示部が表示する画像が見やすくなる方向を設定することができる。また、入力操作を行う入力画像においては、入力がしやすくなる方向を設定することができる。その他にも基準方向の設定方法には、様々な実現する方法が考えられ、以下に実施例を示す。 By having the reference direction setting unit set a reference direction in a desired coordinate system, it is possible to set a direction that makes it easier for the worker to see the image displayed on the display unit. Also, for an input image that involves an input operation, it is possible to set a direction that makes it easier to input. There are various other possible methods for setting the reference direction, and examples are shown below.
図11に、基準方向設定部が基準方向を設定する第1の制御を説明する基準平面の斜視図を示す。基準方向設定部22は、ロボットの基準座標系87において、表示領域に対して設定された基準平面82の基準点83における法線方向に対して、所定の姿勢の関係を成すように基準方向を設定してもよい。例えば、基準方向設定部22は、法線方向に対して所定の同次変換行列によって求められる方向を基準方向としてもよい。ここでの例では、基準平面82と表示部の表示領域とは同一平面状である。このために、基準方向設定部22は、ロボットの基準座標系87上で、表示領域の法線方向に対して所定の姿勢の関係を成すように基準方向を設定してもよい。
Figure 11 shows an oblique view of a reference plane to explain the first control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. The reference
すなわち、基準方向設定部22は、矢印82aに示すように、基準点83を通るように基準平面82の法線方向を算出する。基準方向設定部22は、基準座標系87にて表現された矢印91の向きおよび角度にて法線方向を傾ける。矢印81に示す方向が基準方向に平行な方向となる。そして、基準方向設定部22は、矢印81に示す方向に平行な方向を、矢印80に示す基準方向に設定する。That is, the reference
このように基準方向を定めることによって、ロボット1の駆動によって、ロボット1の関節軸の各軸の位置が変わる場合であっても、安定的に基準方向を設定することができる。例えば、後述するように、重力方向などのロボットの基準座標系における所定の方向を基準方向に設定することができる。この場合には、表示部の表示領域の法線方向が基準方向と平行になった場合に、表示位相方向を定められなくなるという問題が有る。しかしながら、基準平面の法線方向から基準方向を設定する制御では、この問題がなく、安定的に基準方向を設定することができる。
By determining the reference direction in this manner, it is possible to stably set the reference direction even if the position of each axis of the joint axes of the
または、ロボットの基準座標系における所定の方向を基準方向に設定する制御を実施している期間中に、表示部と基準方向との姿勢関係が変化する場合がある。この場合に、表示部の表示領域上の基準平面と基準方向とが直交したり直交に近い姿勢関係になったりして、その姿勢関係により、表示位相方向の変化が大きくなったり、表示位相方向の大きな変化が頻発したりする場合が有る。この結果、表示位相方向の算出が不安定になる場合が有る。この時には、基準平面の法線方向から基準方向を設定する制御に切り替えても構わない。 Alternatively, the posture relationship between the display unit and the reference direction may change during the period when control is being performed to set a specific direction in the robot's reference coordinate system as the reference direction. In this case, the reference plane on the display area of the display unit and the reference direction may become orthogonal or close to being orthogonal, and this posture relationship may result in large changes in the display phase direction or frequent large changes in the display phase direction. As a result, calculation of the display phase direction may become unstable. In this case, it is possible to switch to control that sets the reference direction from the normal direction of the reference plane.
ロボットが駆動するときに、表示部の表示領域に対してロボットの基準座標系における所定の姿勢の関係を維持した向きにて画像が表示されるので、作業者に対して表示部が表示する画像を見やすくすることができる。または、作業者の入力操作が容易になる入力画像を表示することができる。 When the robot is driven, the image is displayed in an orientation that maintains a predetermined attitude relationship in the robot's reference coordinate system with respect to the display area of the display unit, making it possible for the worker to easily view the image displayed on the display unit. Alternatively, it is possible to display an input image that makes it easier for the worker to perform input operations.
図12に、基準方向設定部が基準方向を設定する第2の制御を説明する概略平面図を示す。基準方向設定部22は、ロボットの基準座標系87などの基準となる座標系上において、表示部が存在する位置の範囲および表示部の姿勢の範囲に応じて基準方向を設定してもよい。表示部が存在する位置としては、表示座標系の原点または基準点が存在する位置を採用することができる。表示部の姿勢としては、表示座標系の姿勢を採用することができる。例えば、ロボットの駆動に伴って表示部の位置が変化する場合に、基準とする座標系上で表示部が存在する位置によって基準方向を変えるようにしてもよい。
Figure 12 shows a schematic plan view illustrating the second control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. The reference
表示部が存在する位置に応じて基準方向を設定するときの範囲は、ロボットの基準座標系の2つの座標軸によって定められる範囲としてもよい。また、表示部が存在する位置を判定する範囲は、ロボットの基準座標系の1つまたは3つの座標軸にて画定される範囲としてもよい。The range for setting the reference direction according to the position where the display unit is located may be a range defined by two coordinate axes of the robot's reference coordinate system. The range for determining the position where the display unit is located may be a range defined by one or three coordinate axes of the robot's reference coordinate system.
図12に示す例では、ロボットの基準座標系87の2つの座標軸(X軸およびY軸)に基づいて、4つの範囲101a,101b,101c,101dが画定されている。基準方向設定部22は、表示部が範囲101a内に配置されている場合に、矢印80aに示す基準方向を設定することができる。基準方向設定部22は、表示部が範囲101b内に配置されている場合に、矢印80bに示す基準方向を設定することができる。この制御と同様に、基準方向設定部22は、表示部が範囲101c,101d内に配置されている場合に、それぞれの矢印80c,80dに示す基準方向を設定することができる。それぞれの範囲101a,101b,101c,101dにおける基準方向は、基準座標系87にて設定することができる。In the example shown in FIG. 12, four
このように基準方向を設定することによって、ロボットが駆動するときに、表示部が存在する位置の範囲または姿勢の範囲に応じて、作業者に対して、表示部が表示する画像を見やすくすることができる。また、作業者は、入力画像において入力がしやすくなる。例えば、複数の作業者がロボットの周囲で作業をしている場合に、作業者の作業範囲に応じて基準方向を変更することにより、それぞれの作業者は表示が見やすくなる。 By setting the reference direction in this way, the image displayed by the display unit can be made easier for the worker to see depending on the range of positions or postures in which the display unit is located when the robot is operating. It also makes it easier for the worker to input information into the input image. For example, when multiple workers are working around the robot, changing the reference direction depending on the worker's working range makes it easier for each worker to see the display.
図13に、基準方向設定部が基準方向を設定する第3の制御を説明するロボットの第1の概略図を示す。図14に、基準方向設定部が基準方向を設定する第3の制御を説明するロボットの第2の概略図を示す。図15に、基準方向設定部が基準方向を設定する第3の制御を説明するロボットの第3の概略図を示す。図13から図15では、ロボットの概略図に加えて表示部61aに表示される画像71aの拡大図が示されている。
Figure 13 shows a first schematic diagram of the robot illustrating the third control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. Figure 14 shows a second schematic diagram of the robot illustrating the third control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. Figure 15 shows a third schematic diagram of the robot illustrating the third control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. In addition to the schematic diagram of the robot, Figures 13 to 15 show an enlarged view of
図13では、ロボット1が設置面105の上側に配置されている。図14では、ロボット1が設置面105の下側に配置されている。図14では、ロボット1が吊り下げられている。図15では、設置面105が傾斜している。いずれのロボット1においても、ベース部14が設置面105に固定されている。矢印90は、重力方向(鉛直方向の下向き)を示している。
In Figure 13, the
基準方向設定部22は、重力方向、重力方向の逆方向、または重力方向を所定の姿勢にて回転させた方向に、基準方向を設定してもよい。すなわち、基準方向設定部22は、基準座標系87にて定められる方向を基準方向に設定してもよい。図13から図15に示す例では、基準方向は、鉛直方向の上向き(矢印90に示す方向と反対向き)に設定されている。それぞれの表示部61aは、様々な向きにて配置されている。しかしながら、いずれの表示部61aの向きにおいても、表示制御部27は、鉛直方向の上向きが画像の上側になるように画像71aを表示している。The reference
第3の制御は、表示部の表示領域(基準平面)の法線方向が重力方向とある程度以上の角度を成す場合に有効である。この制御にて定められる基準方向は、重力方向に基づく方向であるために、作業者にとって直観的に分かりやすい方向である。例えば、表示装置は、表示部が設けられたロボットの関節軸の角度によらず、水平方向に対して0度以上の所定の角度を保って画像を表示するように制御してもよい。また、表示部が教示操作のためのタッチパネルにて構成されている場合に、表示されるボタン等の入力画像も、水平方向に対して所定の角度を保って表示をするように制御してもよい。 The third control is effective when the normal direction of the display area (reference plane) of the display unit forms an angle of a certain degree or more with the direction of gravity. The reference direction determined by this control is based on the direction of gravity, and is therefore intuitively easy for the worker to understand. For example, the display device may be controlled to display an image at a predetermined angle of 0 degrees or more with respect to the horizontal direction, regardless of the angle of the joint axis of the robot on which the display unit is provided. Also, when the display unit is configured as a touch panel for teaching operations, input images such as displayed buttons may also be controlled to be displayed at a predetermined angle with respect to the horizontal direction.
このように重力方向に基づいて基準方向を設定することによって、ロボットの設置の状態およびロボットの姿勢に依存せずに、作業者にとって表示部が表示する画像が見やすくなる。また、作業者は、入力画像において入力がしやすくなる。 By setting the reference direction based on the direction of gravity in this way, the image displayed on the display unit becomes easier for the worker to see, regardless of the installation state of the robot or the posture of the robot. It also makes it easier for the worker to input information into the input image.
図16に、基準方向設定部が基準方向を設定する第4の制御を説明する基準平面の斜視図を示す。基準方向と基準平面の法線方向との成す角度が、ロボットの駆動によって変化して、基準方向と基準平面の法線方向との成す角度が所定の閾値より小さくなる場合がある。例えば、ロボット1の位置および姿勢が変化することにより、矢印80に示す基準方向と、矢印82aに示す基準平面82の法線方向との成す角度θ1が所定の閾値よりも小さくなる場合が有る。
Figure 16 shows an oblique view of a reference plane to explain the fourth control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. The angle between the reference direction and the normal direction of the reference plane may change due to the driving of the robot, and the angle between the reference direction and the normal direction of the reference plane may become smaller than a predetermined threshold. For example, a change in the position and posture of the
この場合に、基準方向設定部22は、角度θ1が所定の閾値より小さくなる前の基準方向を変えないようにしてもよい。すなわち、基準方向設定部22は、ロボットの位置および姿勢が変化して角度θ1が所定の閾値より小さくなった時に、直前の基準方向を維持しても構わない。In this case, the reference
ロボットの駆動によって表示部の表示領域と基準方向との姿勢の関係が変化して、基準方向が基準平面82の法線方向に近くなる場合には、表示部における画像の向き(表示位相方向)が安定して算出できなくなる場合が有る。このような状況において、基準方向を変化させずに継続することにより、画像の向きを定めて画像を表示させることができる。
When the relationship between the display area of the display unit and the reference direction changes due to the robot's operation, and the reference direction becomes closer to the normal direction of the
図17に、基準方向設定部が基準方向を設定する第5の制御を説明する基準平面の斜視図を示す。基準方向設定部22は、表示部の表示領域上で作業者が指定する位置に基づいて、基準方向を設定するようにしてもよい。ここでの例では、基準平面82が表示部の表示領域と同一平面状に設定されている。
Figure 17 shows a perspective view of a reference plane to explain the fifth control in which the reference direction setting unit sets the reference direction. The reference
作業者は、基準平面82が所望の姿勢になるように、ロボット1の位置および姿勢を変更する。表示制御部27は、表示部の表示領域に基準点83を表示する。表示部がタッチパネル方式の表示パネルにて構成されている場合に、作業者は表示部の表示領域において、所望の点を押すことにより指定点102を指定する。基準方向設定部22は、矢印81に示す基準点83から指定点102に向かう方向を算出する。基準方向設定部22は、矢印81に平行な方向を、矢印80に示す基準方向に設定する。基準方向は、ロボットの基準座標系にて設定されることができる。
The worker changes the position and posture of the
第5の制御では、基準方向は、表示部の表示領域の平面内の方向にて設定される。ここで、所望の基準方向が表示部の表示領域の平面に対して交差する方向である場合に、作業者は、ロボットの位置および姿勢を変更して、表示部の表示領域の向きを変更することができる。In the fifth control, the reference direction is set as a direction within the plane of the display area of the display unit. Here, if the desired reference direction is a direction that intersects with the plane of the display area of the display unit, the worker can change the position and posture of the robot to change the orientation of the display area of the display unit.
第5の制御では、ロボットの状態に応じて作業者に都合のよい方向に画像の向きを合わせるように、基準方向を容易に設定できる。この制御により、作業者が表示部の表示を見やすくなる基準方向を容易に設定することができる。また、作業者は、入力画像において入力がしやすくなる。 In the fifth control, the reference direction can be easily set so that the image is oriented in a direction that is convenient for the worker depending on the state of the robot. This control makes it easy to set a reference direction that makes it easier for the worker to see the display on the display unit. It also makes it easier for the worker to input information into the input image.
なお、表示領域の形状等に依存して、表示領域と基準平面とが同一平面状にならない場合が有る。例えば、表示部の表示領域が曲面状に形成されている場合がある。この場合に、基準方向設定部は、作業者により指定された指定点を、予め定められた方向にて基準平面に射影することができる。そして、基準平面に射影された点に基づいて、基準方向を設定しても構わない。Depending on the shape of the display area, the display area and the reference plane may not be on the same plane. For example, the display area of the display unit may be formed in a curved shape. In this case, the reference direction setting unit can project a specified point specified by the operator onto the reference plane in a predetermined direction. Then, the reference direction may be set based on the point projected onto the reference plane.
上記の実施の形態では、基準点から指定点に向かう方向を基準方向に設定しているが、この形態に限られない。作業者が表示領域に指定した指定点に基づく任意の方向を基準方向に設定することができる。例えば、基準方向を設定する第1の制御において、基準平面の法線方向に対する基準方向の姿勢を設定する際に、表示領域上で指定点を指定する制御を行っても構わない。 In the above embodiment, the direction from the reference point toward the specified point is set as the reference direction, but this is not limited to the above embodiment. Any direction based on a specified point specified in the display area by the operator can be set as the reference direction. For example, in the first control for setting the reference direction, when setting the orientation of the reference direction relative to the normal direction of the reference plane, control may be performed to specify a specified point on the display area.
(表示位相算出部)
図18に、表示位相方向を算出する第1の制御を説明する基準平面の斜視図を示す。表示位相算出部25は、表示部の表示領域の基準の平面である基準平面82に対して、矢印80に示す基準方向を射影することにより、表示部の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向(矢印84に示す方向)を算出する。図18は、矢印80に示す基準方向と、矢印82aに示す基準平面82の法線方向とが直交する場合を示している。この場合に、表示位相算出部25は、矢印92に示すように基準方向を任意の方向に射影することができる。表示位相算出部25は、基準平面82に向かって基準方向を射影する。そして、基準点83を通る様に、矢印84に示す表示位相方向を定めることができる。
(Display phase calculation section)
FIG. 18 shows a perspective view of a reference plane to explain the first control for calculating the display phase direction. The display
図19に、表示位相方向を算出する第2の制御を説明する基準平面の斜視図を示す。図19は、矢印80に示す基準方向が、矢印82aに示す基準平面82の法線方向と直交せずに傾斜している場合を示している。表示位相算出部25は、矢印80に示す基準方向に基づいて、矢印81に示すように基準点83を通る基準方向に平行な方向を算出する。
Figure 19 shows an oblique view of a reference plane to explain the second control for calculating the display phase direction. Figure 19 shows a case where the reference direction indicated by
表示位相算出部25は、基準点83を通る基準方向に平行な方向を、矢印92に示すように表示領域の法線方向に射影する。表示位相算出部25は、基準点83を通る基準方向に平行な方向を基準平面82に向かって射影する。この制御により、矢印84に示すように、表示座標系上における表示の位相の基準となる表示位相方向を定めることができる。The display
または、表示位相算出部25は、矢印80に示す基準方向を表示領域の法線方向に向かって、基準平面82に射影した方向を算出する。そして、表示位相算出部25は、射影した方向と平行となるように基準点83を通る方向を算出する。表示位相算出部25は、この方向を表示位相方向に定めることができる。Alternatively, the display
図20に、表示位相方向を算出する第3の制御を説明するロボットの概略図を示す。図21に、表示位相方向を算出する第3の制御を説明する基準平面の平面図を示す。図3、図20、および図21を参照して、表示位相算出部25は、表示部61aの表示領域の基準の平面である基準平面82に対して、基準方向を射影する。更に、表示位相算出部25は、表示部の表示領域上の表示の基準となる点である基準点83を中心として所定の角度であるオフセット角度にて回転するようにして、表示位相方向を算出するようにしてもよい。
Figure 20 shows a schematic diagram of a robot illustrating the third control for calculating the display phase direction. Figure 21 shows a plan view of a reference plane illustrating the third control for calculating the display phase direction. With reference to Figures 3, 20, and 21, the display
ここでは、基準方向は矢印80に示すように鉛直方向の上向きに定められている。表示位相算出部25は、基準平面82に対して基準方向を射影することにより、基準平面82における基準方向に平行な方向を算出する。表示位相算出部25は、矢印81に示すように、基準点83を通る基準方向に平行な方向を算出する。Here, the reference direction is defined as a vertically upward direction, as indicated by
本実施の形態の処理部21は、表示領域上の基準点を中心とした所定の角度であるオフセット角度を設定するオフセット角度設定部26を備える。オフセット角度設定部26は、作業者の操作に応じてオフセット角度を設定する。例えば、作業者は、教示操作盤を用いてオフセット角度θ2を入力する。そして、オフセット角度設定部26は、基準方向を基準平面に射影した矢印81に示す方向に対するオフセット角度θ2を設定することができる。
The
次に、表示位相算出部25は、基準点83を中心として所定の回転角度であるオフセット角度θ2にて矢印81に示す方向を回転する。表示位相算出部25は、基準平面82内にて基準方向を射影した方向を回転する。そして、表示位相算出部25は、矢印84に示す表示位相方向を算出する。表示制御部27は、表示位相算出部25によって算出される表示位相方向および基準点83に基づいて、表示部61aの表示領域上における画像の向きを制御して表示する。Next, the display
図20に示されるように、表示部61aに表示される画像71aは、基準方向を基準平面に射影した方向に対してオフセット角度θ2にて傾いている。この制御により、作業者に対して表示部の表示領域に表示される画像の向きを簡易にオフセットさせて表示することができる。基準方向に基づく所定の方向に対して所定の位相関係となるように画像を表示することができる。作業者が特定の方向から表示部を見る場合に、特定の方向に応じて情報が表示されて情報が見えやすくなる。また、表示装置が入力機能を有する場合に、作業者は入力画像において入力操作がしやすくなる。
As shown in FIG. 20,
図22に、表示位相方向を設定する第4の制御を説明する基準平面の平面図を示す。ここでの例では、基準平面82と表示部の表示領域とは同一平面状に配置されている。オフセット角度設定部26は、作業者の表示部の表示領域の操作により、オフセット角度θ2を設定できるように形成されている。
Figure 22 shows a plan view of the reference plane to explain the fourth control for setting the display phase direction. In this example, the
表示制御部27は、矢印81に示すように、現在の基準方向を基準平面82に射影した方向を表示する。作業者は、表示部の表示領域を押圧して指定点103を指定する。オフセット角度設定部26は、矢印81に示す方向に対して、オフセット角度θ2を算出する。表示位相算出部25は、オフセット角度θ2に基づいて表示位相方向を設定する。表示制御部27は、表示位相算出部25によって算出される表示位相方向および基準点83に基づいて、表示部61aの表示領域上における画像の向きを制御して表示する。
The
なお、表示部の表示領域が曲面状の場合には、作業者が表示領域において接触した点を基準平面に射影した点に基づいてオフセット角度を設定しても構わない。例えば、基準平面の法線方向に作業者が指定した指定点を射影した点に基づいて、オフセット角度を算出しても構わない。または、このようなオフセット角度に基づいて画像を回転する制御は実施しなくても構わない。 If the display area of the display unit is curved, the offset angle may be set based on the point where the operator touches the display area and projects it onto a reference plane. For example, the offset angle may be calculated based on the point where the operator projects a specified point in the normal direction of the reference plane. Alternatively, the control of rotating the image based on such an offset angle may not be performed.
(表示制御部)
表示制御部27は、表示部の表示領域に表示される画像を制御する。また、表示制御部27は、表示部が入力画像を表示する場合に、入力画像の向きを制御して表示する。表示制御部27は、ロボットの関節軸の各軸の軸位置および基準方向に基づいて、基準方向に対して所定の姿勢の関係を成す画像を表示するように、表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示する。
(Display control unit)
The
また、表示制御部27は、ロボットの関節軸の各軸の軸位置と、基準方向と、表示座標系上における基準点と、表示位相算出部25によって算出される表示座標系上における表示位相方向とに基づいて、表示部の表示領域上における画像の位置および向きを制御して表示する。
In addition, the
なお、ロボットが走行軸を有する装置または別の駆動装置などのロボットの位置および姿勢を変える装置に搭載されている場合がある。この場合に、処理部21は、ロボットの関節軸の各軸の軸位置と共に、これらの駆動部分の移動量に基づいて画像を表示することが好ましい。In addition, the robot may be mounted on a device that changes the position and posture of the robot, such as a device having a traveling axis or another driving device. In this case, it is preferable that the
表示制御部27が、表示部の表示領域上における画像の向きを制御することによって、ロボットの駆動によって、表示部の姿勢が変化する場合に、所望の向きに表示部の表示領域における画像を表示することができる。または、所望の向きに入力画像を表示して入力操作を行うことができる。
By controlling the orientation of the image on the display area of the display unit by the
次に、表示制御部27によって表示される画像の具体的な例について説明する。図23に、ロボットが第1の位置および姿勢の時のロボットの概略側面図を示す。ここでは、表示部61aの画像について、矢印80に示す基準方向が鉛直方向の上向きである場合を説明する。このような基準方向は、例えば、本実施の形態の基準方向を設定する第1の制御または第3の制御にて設定することができる。表示部61aにおいて、矢印84に示す表示位相方向は、矢印80に示す基準方向と同じ向きを向いている。すなわち、矢印84に示す表示位相方向は、鉛直方向の上側を向いている。
Next, a specific example of an image displayed by the
図24に、ロボットが第1の位置および姿勢から駆動した時のロボットの概略図を示す。図25に、ロボットが第1の位置および姿勢から駆動した時の比較例のロボットの概略図を示す。ここでは、旋回ベース13と下部アーム12との間のJ2軸52の軸位置が変化している。矢印93に示すように下部アーム12が回動して姿勢が変化している。
Figure 24 shows a schematic diagram of the robot when driven from the first position and posture. Figure 25 shows a schematic diagram of a comparative example robot when driven from the first position and posture. Here, the axis position of the
図24では、本実施の形態の処理部21による表示の制御を実施した時の表示部61a画像の状態を示している。表示制御部27は、ロボット1の関節軸の各軸の軸位置および基準方向に基づいて、基準方向に対して所定の姿勢の関係を成す画像を表示するように、表示部61aの表示領域上における画像の向きを制御している。矢印84に示す表示位相方向は、基準方向と平行な方向を維持している。すなわち、表示位相方向は、鉛直方向の上向きに維持されている。
Figure 24 shows the state of the image on the
図25に示す比較例では、本実施の形態の表示の制御を実施していない。表示部61aにおいて、矢印85に示す表示位相方向は下部アーム12の回動と共に回動している。この結果、表示部61aに表示される画像が傾いてしまう。作業者は、表示部61aに表示される画像が見にくくなる。In the comparative example shown in FIG. 25, the display control of this embodiment is not implemented. In the
これに対して、図24を参照して、本実施の形態の処理部21による表示の制御を実施することにより、関節軸の軸位置が変化しても、矢印84に示す表示位相方向は、鉛直方向の上側を向いている。このために、表示部61aに表示される画像が見やすい状態が維持される。
In contrast, referring to Fig. 24, by implementing display control by the
図26に、ロボットが第2の位置および姿勢の時のロボットの概略側面図を示す。図27に、ロボットが第2の位置および姿勢の時のロボットの概略平面図を示す。この例では、表示部63bの表示領域(基準平面)は、水平方向と平行になっている。表示部63bについて、矢印80に示す基準方向は、水平方向に設定されている。このような基準方向は、本実施の形態の基準方向を設定する第1の制御、第2の制御、または第3の制御にて設定することができる。
Figure 26 shows a schematic side view of the robot when it is in the second position and posture. Figure 27 shows a schematic plan view of the robot when it is in the second position and posture. In this example, the display area (reference plane) of
表示部63bにおいて、矢印84に示す表示位相方向は、水平方向を向いている。また、作業者は、矢印94に示すように、ロボット1の上側から表示部63bを見ている。矢印84に示す表示位相方向は、作業者が画像を見やすい方向になっている。On the
図28に、ロボットが第2の位置および姿勢から駆動した時のロボットの概略図を示す。図29に、ロボットが第2の位置および姿勢から駆動した時の比較例のロボットの概略図を示す。ここでの例では、矢印95に示すように、J1軸51の回りに旋回ベース13が回動する。
Figure 28 shows a schematic diagram of the robot when driven from the second position and posture. Figure 29 shows a schematic diagram of a comparative example robot when driven from the second position and posture. In this example, the
図28に示す例では、処理部21による表示の制御を実施している。表示制御部27は、ロボットの関節軸の各軸の軸位置および基準方向に基づいて、基準方向に対して所定の姿勢の関係を成す表示をするように、表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示している。矢印84に示す表示位相方向は、矢印80に示す基準方向と平行になっている。In the example shown in Fig. 28, the display is controlled by the
図29に示す比較例では、本実施の形態の表示の制御を実施していない。表示部63bにおける矢印85に示す表示位相方向は、上部アーム11の回動と共に向きが変化している。この結果、作業者が表示部63bを見た場合に、表示部63bに表示される画像が傾いている。作業者は、表示部63bに表示される画像が見にくくなる。In the comparative example shown in Figure 29, the display control of this embodiment is not implemented. The display phase direction indicated by the
図28を参照して、本実施の形態の処理部21による表示の制御を実施することにより、関節軸の軸位置が変化しても、矢印84に示す表示位相方向は基準方向と平行な方向を維持している。表示部63bに表示される画像は、ロボットが駆動しても同じ向きにて表示されている。このために、作業者が表示部63bに表示される画像を見やすい状態を維持することができる。
With reference to Figure 28, by implementing display control by the
図30に、ロボットが第3の位置および姿勢の時のロボットの概略側面図を示す。表示部63bが固定されている上部アーム11は、水平方向に対して傾いている。表示部63bについて、矢印80に示す基準方向は水平方向を向くように設定されている。このような基準方向は、本実施の形態の基準方向を設定する第2の制御または第3の制御にて設定することができる。ここでの例では、表示部63bの表示領域(基準平面)の法線方向と基準方向とが直交していない。そして、作業者は、矢印96に示す方向にて表示部63bを見る。
Figure 30 shows a schematic side view of the robot when it is in the third position and posture. The
図31に、ロボットが第3の位置および姿勢から駆動した時の表示位相方向の説明図を示す。図30および図31を参照して、ここでの例では、矢印95に示すように、J1軸51の回りに旋回ベース13が回動する。図31に示す例では、処理部21による表示の制御を実施している。表示制御部27は、ロボットの関節軸の各軸の軸位置と基準方向に基づいて、基準方向に対して所定の姿勢の関係を成す画像を表示するように、表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示する。
Figure 31 shows an explanatory diagram of the display phase direction when the robot is driven from the third position and posture. With reference to Figures 30 and 31, in this example, the
矢印95a,95bに示すように上部アーム11が回動しても、矢印84に示す表示位相方向は、基準方向を表示部63bの表示領域(基準平面)に投影した方向に維持されている。矢印84に示す表示位相方向は、作業者が画像を見やすい方向になっている。作業者が矢印96に示す方向に表示部63bを見た時に、画像は同一の向きにて表示されている。Even when the
図32に、ロボットが第3の位置および姿勢から駆動した時の比較例の表示位相方向の説明図を示す。比較例では、本実施の形態の表示の制御を実施していない。表示部63bにおける矢印85に示す表示位相方向は、矢印95a,95bに示す上部アーム11の回動と共に向きが変化する。この結果、作業者が表示部63bを見た場合に、表示部63bに表示される画像が傾いてしまう。作業者は、表示部63bに表示される画像が見にくくなる。
Figure 32 shows an explanatory diagram of the display phase direction in a comparative example when the robot is driven from the third position and posture. In the comparative example, the display control of this embodiment is not implemented. The display phase direction indicated by
図31を参照して、本実施の形態の処理部21による表示の制御を実施することにより、関節軸の軸位置が変化しても、表示位相方向は作業者が画像を見やすい方向を維持している。このために、作業者が表示部63bに表示される画像を見やすい状態を維持することができる。
With reference to Fig. 31, by implementing display control by the
前述の実施の形態においては、表示部の表示領域に対して表示座標系、基準平面、および基準点を設定して表示位相方向を算出しているが、この形態に限られない。処理部は、表示座標系、基準平面、および基準点を設定しなくても構わない。処理部は、基準方向に基づいて、任意の制御により、表示位相方向を算出することができる。例えば、基準方向と表示部の表示領域とが平行な場合に、処理部は、基準方向を表示位相方向に設定しても構わない。 In the above-described embodiment, a display coordinate system, a reference plane, and a reference point are set for the display area of the display unit to calculate the display phase direction, but this is not limited to the embodiment. The processing unit does not have to set a display coordinate system, a reference plane, and a reference point. The processing unit can calculate the display phase direction by any control based on the reference direction. For example, when the reference direction and the display area of the display unit are parallel, the processing unit may set the reference direction to the display phase direction.
更に、表示制御部は、基準平面において生成した画像に対して画像処理を行っても構わない。例えば、画像の拡大、画像の縮小、または所定の画像変換のように、任意の画像の変換操作を行うことができる。そして、表示制御部は、表示部に変換した画像を表示することができる。例えば、前述の様に、表示部の表示領域が曲面状である場合に、基準平面上の画像を、表示部の表示領域に射影することによって、表示領域に表示する画像を生成することができる。 Furthermore, the display control unit may perform image processing on the image generated on the reference plane. For example, any image conversion operation can be performed, such as enlarging an image, reducing an image, or performing a predetermined image conversion. The display control unit can then display the converted image on the display unit. For example, as described above, when the display area of the display unit is curved, an image on the reference plane can be projected onto the display area of the display unit to generate an image to be displayed in the display area.
(表示部に表示される画像の例)
次に、表示制御部にて表示部の表示領域に表示される画像の例について説明する。ここでは、表示部61aに表示される画像の例を説明する。
(Example of image displayed on the display)
Next, an example of an image displayed in the display area of the display unit by the display control unit will be described. Here, an example of an image displayed on the
図33に、表示部に表示される第4の画像を示す。図34に、表示部に表示される第5の画像を示す。第4の画像71cは、ロボットの駆動状態を示す画像である。第5の画像72bは、表示部が配置された関節軸または所望の関節軸における関節軸回りの駆動速度を入力する入力画像である。なお、一つの関節軸と共に一つの関節軸以外の他の関節軸が駆動される場合がある。この場合に、一つの関節軸回りの駆動速度を変更するときには、ロボットの先端部の位置および姿勢が変わらないように、全ての関節軸の駆動速度が調整されるようにしてもよい。また、表示部に表示される入力画像において、実行している動作プログラムにおけるロボットの先端部の移動速度を変更するようにしてもよい。表示制御部27は、表示部の表示領域において、文字、図形、記号、色彩、および模様のうち少なくとも1つにて情報または入力画像を表示することができる。33 shows a fourth image displayed on the display unit. FIG. 34 shows a fifth image displayed on the display unit. The
更に、表示制御部27は、文字、図形、記号、色彩、および模様のうち少なくとも1つによって、画像の向きを示すように表示してもよい。第4の画像71cおよび第5の画像72bでは、画像の上側を示す矢印の画像73が表示されている。Furthermore, the
このように、表示制御部が表示領域に画像の向きが分かる様に画像を生成することによって、作業者は、表示部における表示領域の画像の向きを認識しやすくなる。また、表示部が入力画像を表示する場合には、作業者の操作性を向上させることができる。In this way, the display control unit generates an image in the display area so that the orientation of the image can be seen, making it easier for the worker to recognize the orientation of the image in the display area on the display unit. In addition, when the display unit displays an input image, the operability for the worker can be improved.
図35に、表示部に表示される第6の画像を示す。図36に、表示部に表示される第7の画像を示す。第6の画像71dでは、画像の上側を示す「上」の文字が表示されている。第7の画像71eでは、運転状態を示す情報を取り囲む枠の一部が凹むことにより、画像の上側を示している。
Figure 35 shows the sixth image displayed on the display unit. Figure 36 shows the seventh image displayed on the display unit. In the
図37に、表示部に表示される第8の画像を示す。図38に、表示部に表示される第9の画像を示す。第8の画像71fおよび第9の画像71gでは、上部に上側を示す模様が表示されている。更に、第9の画像71gでは、上側を示す模様は表示領域の背景の色と異なる色にて表示されている。このように、表示制御部27は、様々な形態で画像の向きを示すように画像を生成することができる。
Figure 37 shows the eighth image displayed on the display unit. Figure 38 shows the ninth image displayed on the display unit. In the
上記の実施の形態については、上側を示す画像について説明したが、この形態に限られない。表示制御部は、画像の向きが分かるように表示すれば良い。例えば、表示制御部は、画像の下側を示す文字等を表示しても構わない。 In the above embodiment, an image showing the top side has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. The display control unit may display the image so that the orientation of the image can be understood. For example, the display control unit may display text or the like showing the bottom side of the image.
図39に、表示部に表示される第10の画像を示す。図40に、表示部に表示される第11の画像を示す。表示制御部27は、ロボットの駆動に伴う表示装置の表示部61aの移動速度に応じて、表示部61aの表示領域上の所定の部分の画像の大きさを変える制御を実施してもよい。例えば、表示制御部27は、表示部61aの移動速度が小さい場合には所定の画像を小さく表示して、表示部61aの移動速度が大きい場合には、所定の画像を大きく表示しても良い。
Figure 39 shows a tenth image displayed on the display unit. Figure 40 shows an eleventh image displayed on the display unit. The
図39の第10の画像71ha,71hbでは、表示部61aに作業の実施回数が表示されている。表示制御部27は、表示部61aの移動速度に応じて、矢印97に示すように、実施回数の画像の大きさを変化させることができる。例えば、表示制御部27は、表示座標系の移動速度を表示部61aの移動速度として算出することができる。表示制御部27は、表示座標系の原点の位置および時刻を、予め定められた時間間隔ごとに取得する。表示制御部27は、表示座標系の原点の位置および時刻に基づいて、表示座標系の原点の移動速度を算出することができる。In the tenth images 71ha and 71hb of FIG. 39, the number of times the task has been performed is displayed on the
表示制御部27は、表示部61aの移動速度が所定の閾値よりも小さい場合に、画像71haに示すように実施回数の画像を小さく表示することができる。表示制御部27は、表示部61aの移動速度が所定の閾値以上の場合に、画像71hbに示すように実施回数の画像を大きく表示することができる。この制御を実施することにより、ロボットの駆動速度が大きい場合に所望の部分の画像が大きく表示されるために、作業者は、表示される画像が見やすくなる。When the movement speed of the
図40の第11の画像72ca,72cbは、作業者が入力操作を行うための入力画像である。第11の画像72ca,72cbでは、「+」のボタンまたは「-」のボタンを押すことにより、所定の設定値を変更することができる。表示制御部27は、表示部61aの移動速度に応じて、矢印98に示すように、設定値が示された画像の大きさを変化させることができる。また、表示制御部27は、ボタンの大きさを変化させることができる。
The eleventh images 72ca and 72cb in Fig. 40 are input images for the worker to perform input operations. In the eleventh images 72ca and 72cb, a predetermined setting value can be changed by pressing the "+" button or the "-" button. The
表示制御部27は、表示部61aの移動速度が所定の閾値よりも小さい場合に、画像72caに示すように、設定値の画像を大きく表示して、ボタンの画像を小さく表示することができる。表示制御部27は、表示部61aの移動速度が所定の閾値以上の場合に、画像72cbに示すように、設定値の画像を小さく表示して、ボタンの画像を大きく表示することができる。この制御により、ロボットの駆動速度が大きくなっても、ボタンの画像が大きくなるために、作業者は安定してボタンを押すことができる。
When the moving speed of the
本実施の形態のロボットシステムでは、表示装置が入力機能を有する場合に、作業者は、ロボットが駆動している期間中に入力操作を行うことができる。表示部の移動速度に応じて画像の大きさを変化させる制御を実施することにより、作業者は、画像を見やすくなったり入力操作がし易くなったりする。例えば、表示部の移動速度が大きくなった時にボタンの画像を大きく表示することにより、作業者は容易に入力操作を行うことができる。なお、ロボットが駆動している期間中に、表示装置からの入力操作を可能にする場合に、安全のために、入力操作が行えるロボットの移動速度または関節軸の駆動速度に制限を設けることが好ましい。例えば、ロボットの移動速度または関節軸の駆動速度が所定の速度以下である場合に、入力操作を可能にすることが好ましい。また、ロボットの移動速度または関節軸の駆動速度によって、入力操作が可能な設定値を変えるようにしてもよい。In the robot system of this embodiment, when the display device has an input function, the worker can perform input operations while the robot is moving. By implementing control to change the size of the image according to the moving speed of the display unit, the worker can easily see the image and perform input operations. For example, by displaying the image of the button in a larger size when the moving speed of the display unit increases, the worker can easily perform input operations. In addition, when allowing input operations from the display device while the robot is moving, it is preferable to set a limit on the moving speed of the robot or the drive speed of the joint axis at which input operations can be performed for safety. For example, it is preferable to allow input operations when the moving speed of the robot or the drive speed of the joint axis is equal to or lower than a predetermined speed. In addition, the setting value at which input operations can be performed may be changed depending on the moving speed of the robot or the drive speed of the joint axis.
上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。 In each of the above-mentioned controls, the order of steps can be changed as appropriate as long as the functions and actions are not changed. The above-mentioned embodiments can be combined as appropriate. In each of the above-mentioned figures, the same or equivalent parts are given the same reference numerals. Note that the above-mentioned embodiments are examples and do not limit the invention. Furthermore, the embodiments include modifications of the embodiments shown in the claims.
1 ロボット
2 ハンド
4 制御装置
6 ロボットシステム
11 上部アーム
12 下部アーム
13 旋回ベース
14 ベース部
15 リスト
16 フランジ
21 処理部
22 基準方向設定部
23 座標系設定部
24 座標系算出部
25 表示位相算出部
26 オフセット角度設定部
27 表示制御部
42 記憶部
43 動作指令部
51 J1軸
52 J2軸
53 J3軸
54 J4軸
55 J5軸
56 J6軸
59 台座
R1,R2 回転軸
60,61a,61b,61c,62,63a,63b,64,65,66,67 表示部
71a,71b,71c,71d,71e,71f,71g,71ha,71hb 画像
72a,72b,72ca,72cb 画像
82 基準平面
83 基準点
87 基準座標系
88 表示座標系
101a~101d 範囲
102,103 指定点
θ1 角度
θ2 オフセット角度
REFERENCE SIGNS
Claims (15)
前記ロボットの本体部分に配置された表示部と、
前記表示部の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部と、
前記表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部と、
前記表示部の表示領域に対して設定される座標系である表示座標系、前記表示部の表示領域の基準の平面であり、表示座標系上に設定される基準平面、および前記表示部の表示領域上の表示の基準となる点であり、表示座標系上に設定される基準点を設定する座標系設定部と、
前記ロボットのそれぞれの関節軸の軸位置に基づいて、前記表示座標系の位置および姿勢を算出する座標系算出部と、
表示座標系上の基準平面に対して基準方向を射影することにより、前記表示部の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向を算出する表示位相算出部と、を備え、
前記表示制御部は、表示位相算出部によって算出される表示位相方向および前記基準点に基づいて、前記表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示することを特徴とする、ロボットシステム。 A robot including a plurality of joint axes;
A display unit disposed on a main body portion of the robot;
a display control unit that controls an image to be displayed in a display area of the display unit;
a reference direction setting unit that sets a reference direction that is a direction used as a reference when determining the orientation of an image to be displayed on the display unit;
a coordinate system setting unit that sets a display coordinate system which is a coordinate system set for a display area of the display unit, a reference plane which is a reference plane for the display area of the display unit and is set on the display coordinate system, and a reference point which is a point serving as a reference for display on the display area of the display unit and is set on the display coordinate system;
a coordinate system calculation unit that calculates a position and a posture of the display coordinate system based on the axis positions of each joint axis of the robot;
a display phase calculation unit that calculates a display phase direction that is a reference direction for a display orientation on a display area of the display unit by projecting a reference direction onto a reference plane on a display coordinate system ,
The robot system is characterized in that the display control unit controls and displays an image orientation on the display area of the display unit based on the display phase direction calculated by the display phase calculation unit and the reference point.
前記ロボットの本体部分に配置された表示部と、
前記表示部の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部と、
前記表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部と、
前記表示部の表示領域に対して設定される座標系である表示座標系、前記表示部の表示領域の基準の平面であり、表示座標系上に設定される基準平面、および前記表示部の表示領域上の表示の基準となる点であり、表示座標系上に設定される基準点を設定する座標系設定部と、
前記ロボットのそれぞれの関節軸の軸位置に基づいて、前記表示座標系の位置および姿勢を算出する座標系算出部と、
表示座標系上の基準平面に対して基準方向を射影し、更に、前記基準点を中心として所定の角度であるオフセット角度にて回転することにより、前記表示部の表示領域上の表示の向きの基準となる方向である表示位相方向を算出する表示位相算出部と、を備え、
前記表示制御部は、表示位相算出部によって算出される表示位相方向および前記基準点に基づいて、前記表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示することを特徴とする、ロボットシステム。 A robot including a plurality of joint axes;
A display unit disposed on a main body portion of the robot;
a display control unit that controls an image to be displayed in a display area of the display unit;
a reference direction setting unit that sets a reference direction that is a direction used as a reference when determining the orientation of an image to be displayed on the display unit;
a coordinate system setting unit that sets a display coordinate system which is a coordinate system set for a display area of the display unit, a reference plane which is a reference plane for the display area of the display unit and is set on the display coordinate system, and a reference point which is a point serving as a reference for display on the display area of the display unit and is set on the display coordinate system;
a coordinate system calculation unit that calculates a position and a posture of the display coordinate system based on the axis positions of each joint axis of the robot;
a display phase calculation unit that projects a reference direction onto a reference plane on a display coordinate system, and further rotates the reference direction by an offset angle that is a predetermined angle around the reference point, thereby calculating a display phase direction that is a direction that is a reference for the orientation of display on a display area of the display unit,
The robot system is characterized in that the display control unit controls and displays an image orientation on the display area of the display unit based on the display phase direction calculated by the display phase calculation unit and the reference point .
前記表示制御部は、前記入力画像の向きを制御して前記入力画像を表示する、請求項1または2に記載のロボットシステム。 the display unit has an input function of displaying an input image for inputting information and inputting information by an operation corresponding to the input image;
The robot system according to claim 1 , wherein the display control unit controls an orientation of the input image to display the input image.
前記ロボットの本体部分に配置された表示部と、
前記表示部の表示領域において表示される画像を制御する表示制御部と、
前記表示部において表示される画像の向きを定める際に基準とする方向である基準方向を設定する基準方向設定部と、を備え、
前記表示制御部は、前記ロボットのそれぞれの関節軸の軸位置および基準方向に基づいて、基準方向に対して所定の姿勢の関係を成す表示をするように、前記表示部の表示領域上における画像の向きを制御して表示し、
前記基準方向設定部は、前記表示部の表示領域上において作業者が指定する位置に基づいて、基準方向を設定することを特徴とする、ロボットシステム。 A robot including a plurality of joint axes;
A display unit disposed on a main body portion of the robot;
a display control unit that controls an image to be displayed in a display area of the display unit;
a reference direction setting unit that sets a reference direction that is a direction used as a reference when determining the orientation of an image to be displayed on the display unit,
the display control unit controls and displays an image in a display area of the display unit so as to display the image in a predetermined posture relationship with respect to a reference direction, based on an axis position of each joint axis of the robot and a reference direction;
The robot system according to claim 1, wherein the reference direction setting unit sets a reference direction based on a position specified by an operator on a display area of the display unit.
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